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ASME Ⅷ-1卷中外压圆筒和管子的厚度计算

Es前缘 发表于2017-3-4 15:21

在设计过程中,我们有时也会遇到外压计算。那么外压计算与内压计算不同,内压计算时我们是根据第一强度理论进行的计算,

来判断壳体上产生的应力是否大于许用应力。而外压计算则与材料的许用应力无关,与元件的几何尺寸和元件材料的弹 性模量相关。

  在ASME UG-28中给出了计算的方法,国标的计算方法与ASME方法类似,都是采用的A、B值法。此方法适用于外压作用下,

带或者不带加强圈的圆筒形壳体和管子以及球形壳体。

我们根据公式计算出来的是元件能够承受的最大外压,因此我们需要假定厚度来求出最大外压,看计算出的外压是否大于实际工况的外压,

如果大于那么假定的厚度可以使用,如果小于,那么我们还需要再重新假定厚度进行计算,直到假定的厚度成立为止。对于圆筒或管子,

首先我们要计算两个比值,L/D0和D0/t,其中L为壳体的有效长度,D0为外径,t为厚度。下面我们来看一下计算的过程:

1.png

此时如果L/D0>50,那么就选用L/D0=50这条曲线计算A值,如果L/D0<0.05,那么就选用L/D0=0.05这条曲线计算A值。

再根据下图(2卷D篇3分篇)求出B值

2.png

在计算B值时,A值可能会在线算图的左边或者右边,即不能直接读出B值,那么当A值在选算图左边的时候,采用公式

3.png

直接计算最大许用外压;当A值在线算图的右边的时候,则以所选材料温度曲线端点的水平投影为交点,读出B值。那么对于可以读出B值的情况,采用公式

4.png

计算最大许用外压。

1、 当D0/t<10时

同上述计算一样,通过线算图得出B值。如果D0/t<4,那么A值可以通过公式

5.png

计算得出, 如果A值大于0.1,那么就令A等于0.1,再计算B值。

再根据公式

6.png

计算Pa1。

再根据公式

7.png

计算Pa2。

公式中S为设计温度下许用应力的2倍或者是设计温度下屈服强度的0.9倍。屈服强度的值可以通过计算B值用的线算图得出,

即选用的材料的曲线端点得出的B值的2倍即为屈服强度。

最后取上述两公式计算值的较小值为最大许用外压,来判断t是否满足要求,如不满足,重新假定t值计算直到满足为止。


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